CN110206771A - 一种用于游艺设施的液压系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及液压系统技术领域，尤其涉及一种用于游艺设施的液压系统，包括油缸，用于带动游艺设施的升降；油箱，用于存储液压油；进油油路，包括变量泵组、比例换向阀和双向液压锁，双向液压锁一端开口与油缸连通、另一端开口通过比例换向阀选择与变量泵组的出口连通或油箱连通；第一回油油路，用于连接比例换向阀和油箱；第二回油油路，包括电磁换向阀、手动球阀、第二溢流阀、第三溢流阀和防爆阀；控制油路，用于控制双向液压锁的开合以及比例换向阀的换向。本发明实现油缸在不同负载情况以及突发故障的发生时能稳定运行，保障游客及游艺设施的安全，达到游艺设施的可靠性和安全性要求。

Description

一种用于游艺设施的液压系统
技术领域
本发明涉及液压系统技术领域，尤其涉及一种用于游艺设施的液压系统。
背景技术
现有技术中大量的游艺设施通过使用液压系统实现设备的升降，但是现有游艺设施的液压系统一般使用电液换向阀控制油缸的上升和下降，下降速度通过单向节流阀来调速，异常情况时，通过加防爆阀和单向节流阀直接回油，但是单向回流阀只适用于执行元件负载变化很小且速度稳定性要求不高的场合，用于负载变化大且稳定性要求高的游艺设施显然不适合，影响游艺设施使用的安全性和稳定性，影响客户的使用体验感受，且现有技术中一般使用电机+定量泵+溢流阀供油，定量泵的使用不适用于游艺设施负载变化大的油路工况，无法根据油路压力改变液压油的流量，能耗较高。
且现有技术中的游艺设施在出现突发情况，如电机故障无法启动、游艺设施突然断电等，油缸只能锁在原地，无法平稳回落，游艺设施不能得到有效控制。
发明内容
本发明的目的是提供使用稳定性好，有助于降低能耗，且在突发情况发生时能得到有效控制的一种用于游艺设施的液压系统。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于游艺设施的液压系统，包括：
油缸，用于带动游艺设施的升降；
油箱，用于存储液压油；
进油油路，包括变量泵组、比例换向阀和双向液压锁，所述双向液压锁一端开口与油缸连通、另一端开口通过比例换向阀选择与变量泵组的出口连通或油箱连通；
第一回油油路，用于连接比例换向阀和油箱；
第二回油油路，包括电磁换向阀、手动球阀、第二溢流阀、第三溢流阀和防爆阀，所述油缸分别通过防爆阀和第二溢流阀与油箱连通，所述第二溢流阀的外控口分别通过电磁换向阀和手动球阀与第三溢流阀连通用于控制第二溢流阀的开启压力；
控制油路，用于控制双向液压锁的开合以及比例换向阀的换向。
可选的，所述进油油路设有第一单向阀，所述变量泵组的出口通过所述第一单向阀与比例换向阀连通。
可选的，所述进油油路设有第一溢流阀和比例溢流阀，所述第一溢流阀的进口连接于第一单向阀与变量泵组之间的油路、出口与油箱连通，所述比例溢流阀的进口连接于第一单向阀与变量泵组之间的油路、出口与油箱连通。
可选的，所述比例换向阀与双向液压锁之间的油路连接有负载反馈油路与变量泵组连通。
可选的，所述双向液压锁与油缸之间设有用于消除油缸负载变化对油路流量影响的单向调速阀组件。
可选的，所述第一回油油路设有回油滤油器。
可选的，还包括用于调节油箱中液压油温度的油温调节油路，所述油温调节油路设有循环泵组、加热器和冷却器，所述加热器与循环泵组连通用于加热循环泵组从油箱循环的液压油，所述冷却器与循环泵组连通用于冷却循环泵组从油箱循环的液压油，所述循环泵组的出口设有第二单向阀。
可选的，所述油箱包括箱体和介质工况控制组件，所述介质工况控制组件包括气囊、气压传感器和电磁阀组件，所述气囊中的气体与所述箱体中的气体相通，所述气压传感器连接在所述气囊与所述箱体连接的管路上，所述气囊通过所述电磁阀组件与外界大气连通，所述气压传感器与所述电磁阀组件连接。
可选的，所述电磁阀组件包括进气电磁阀和出气电磁阀，所述进气电磁阀的进气口的出气口分别与外界大气和气囊连通，所述出气电磁阀的进气口和出气口分别与气囊和外界大气连通，所述进气电磁阀的进气口设有空气滤清器。
可选的，所述进油油路、第一回油油路、第二回油油路、控制油路和油温调节油路均设有用于检测油路压力的测压接头和用于反馈油路压力的油压传感器。
实施本发明的实施例，具有以下技术效果：
本发明使油箱的液压油通过进油油路、第一回油油路和第二回油油路与油缸连通，实现油缸在不同负载情况以及突发故障的发生时能稳定运行，保障游客及游艺设施的安全，达到游艺设施的可靠性和安全性要求；
在系统正常运行时，打开变量泵组，控制油路控制比例换向阀处于右位、双向液压锁打开，变量泵组从油箱中抽取液压油经过比例换向阀、双向液压锁进入油缸，驱动油缸上升，当油缸需要下降的时候，控制油路控制双向液压锁打开、比例换向阀处于左位，液压油经过第一回油油路回到油箱，其中油缸的上升和下降速度通过控制比例换向阀的开度来调节，比例换向阀可以按比例地控制液压系统的流量、压力和方向，其输出的流量和压力可以不受负载变化的影响，加强了游艺设施在不同负载工况下的稳定性和安全性，另外，变量泵组输出流量可以根据系统的压力变化(游艺设施负载工况)，自动地调节液压油的流量，就是压力高时输出流量小，压力低时输出流量大，这样一方面可以节省液压元件的数量，从而简化了油路系统，另一方面可以减少油发热；
突发状况：电机电源突然断电，控制电源正常，此时，控制油路无法向双向液压锁供油控制双向液压锁打开，因此双向液压锁闭合，油缸将安全锁在原位，将第二回油油路的电磁换向阀带电，油液经过防爆阀、第二溢流阀回油到油箱，使油缸平稳下降；
突发状况：电机电源、控制电源突然断电，此时，控制油路无法向双向液压锁供油控制双向液压锁打开，因此双向液压锁闭合，油缸将安全锁在原位，且电磁换向阀无法通电打开，打开手动球阀，油液经过防爆阀、第二溢流阀回油到油箱，使油缸平稳下降。
附图说明
图1是本发明优选实施例的结构示意图；
图2是本发明优选实施例中介质工况控制组件的结构示意图。
附图标记说明：
1、油箱，11、介质工况控制组件，111、气囊，112、气压传感器，113、进气电磁阀，114、出气电磁阀，115、空气滤清器，2、油缸，3、进油油路，31、变量泵组，32、比例换向阀，33、双向液压锁，34、第一压油滤油器，35、第一溢流阀，36、第一单向阀，37、比例溢流阀，38、单向调速阀组件，39、负载反馈油路，4、第一回油油路，41、回油滤油器，5、第二回油油路，51、电磁换向阀，52、手动球阀，53、第二溢流阀，54、第三溢流阀，55、防爆阀，6、控制油路，7、油温调节油路，71、循环泵组，72、加热器，73、冷却器，74、第二单向阀，8、测压接头，9、油压传感器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参考图1，本实施例提供了一种用于游艺设施的液压系统，包括：
油缸2，用于带动游艺设施的升降；
油箱1，用于存储液压油；
进油油路3，包括变量泵组31、比例换向阀32和双向液压锁33，双向液压锁33一端开口与油缸2连通、另一端开口通过比例换向阀32选择与变量泵组31的出口连通或油箱1连通；
第一回油油路4，用于连接比例换向阀32和油箱1；
第二回油油路5，第二回油油路，包括电磁换向阀51、手动球阀52、第二溢流阀53、第三溢流阀54和防爆阀55，油缸2依次通过防爆阀55和第二溢流阀53与油箱1连通，第二溢流阀53的外控口分别通过电磁换向阀51和手动球阀52与第三溢流阀54连通(第三溢流阀54调定压力低于负载压力0.5MPa)用于控制第二溢流阀53的开启压力，即第二溢流阀53相当于一个有两级压力的溢流阀，一方面是自身的溢流压力作为安全阀，另一方面，是通过第三溢流阀54调节的二级压力；
控制油路6，用于控制双向液压锁33的开合以及比例换向阀32的换向。
本发明使油箱1的液压油通过进油油路3、第一回油油路4和第二回油油路5与油缸2连通，实现油缸2在不同负载情况以及突发故障的发生时能稳定运行，保障游客及游艺设施的安全，达到游艺设施的可靠性和安全性要求；
在系统正常运行时，打开变量泵组31，控制油路6控制比例换向阀32处于右位、双向液压锁33打开，变量泵组31从油箱1中抽取液压油经过比例换向阀32、双向液压锁33进入油缸2，驱动油缸2上升，当油缸2需要下降的时候，控制油路6控制双向液压锁33打开、比例换向阀32处于左位，液压油经过第一回油油路4回到油箱1，其中油缸2的上升和下降速度通过控制比例换向阀32的开度来调节，比例换向阀32可以按比例控制液压系统的流量、压力和方向，其输出的流量和压力可以不受负载变化的影响，加强了游艺设施在不同负载工况下的稳定性和安全性，另外，变量泵组31输出流量可以根据系统的压力变化(游艺设施负载工况)，自动地调节液压油的流量，就是压力高时输出流量小，压力低时输出流量大，这样一方面可以节省液压元件的数量，从而简化了液压系统，另一方面可以减少油发热；
突发状况：电机电源突然断电，控制电源正常，此时，控制油路6无法向双向液压锁33供油控制双向液压锁33打开，因此双向液压锁33闭合，油缸2将安全锁在原位，将第二回油油路5的电磁换向阀51打开，油液经过防爆阀55、第二溢流阀53(第二溢流阀53通过第三溢流阀54，是两级压力，电磁换向阀51或手动球阀52没有打开的时候，第二溢流阀53起到安全阀的作用)回油到油箱1，使油缸2平稳下降；
突发状况：电机电源、控制电源突然断电，此时，控制油路6无法向双向液压锁33供油控制双向液压锁33打开，因此双向液压锁33闭合，油缸2将安全锁在原位，且电磁换向阀51无法通电打开，打开手动球阀52，油液经过防爆阀55、第二溢流阀53(第二溢流阀53通过第三溢流阀54，是两级压力，电磁换向阀51或手动球阀52没有打开的时候，第二溢流阀53起到安全阀的作用)回油到油箱1，使油缸2平稳下降。
本实施例的变量泵组31的出口连接有第一压油滤油器34，过滤从变量泵组31泵出的液压油中的杂质，降低油缸2的磨损，变量泵组31的出口与第一压油滤油器34的进口之间设置有第一溢流阀35，变量泵组31的出口通过第一溢流阀35与油箱1连通，本实施例的第一溢流阀35的压力调节为系统的负载压力+2MPa作为安全压力，当系统的实际负载压力超过负载压力+2MPa时，液压油从第一溢流阀35回流到油箱1进行泄压，保证变量泵组31的安全运行。
其中，比例溢流阀37的进口连接于第一单向阀36与变量泵组31之间的油路、出口与油箱1连通，当油缸2下降的时候，比例溢流阀37给信号变量泵组31使得变量泵组31排量几乎为0(比例溢流阀37压力大于变量泵组31的偏置弹簧力)，变量泵组31此时以最小压力，最小排量运行，达到节省能量的效果。
进一步的，第一压油滤油器34的出口与比例换向阀32之间设有第一单向阀36，第一压油滤油器34的出口设有比例溢流阀37与油箱1连通，比例换向阀32与双向液压锁33之间的油路连接有负载反馈油路39与变量泵组31连通。负载反馈油路39能及时向变量泵组31反馈负载需求流量，从而控制变量泵组31的排量，当需要快速大流量时，比例换向阀32开口最大，此时变量泵组31的排量也最大；当需要减速时，比例换向阀32的开口减小，变量泵组31的排量也相应减小，没有多余的流量溢流，即比例换向阀32工作期间，变量泵组31的流量根据比例换向阀32的开度变化；变量泵组31压力跟随发生变化，几乎没有多余的能量浪费。
其中，本实施例的双向液压锁33与油缸2之间设有用于消除油缸2负载变化对油路流量影响的单向调速阀组件38。
本实施例的第一回油油路4设有回油滤油器41，进一步过滤液压油经过油缸2循环回到油箱1的液压油，提高液压油的清洁度。
本实施例的第二溢流阀53的压力调节为系统的预设负载压力+2MPa做安全压力，当油缸2的负载压力超过预设负载压力+2MPa时，液压油从第二溢流阀53回流到油箱1进行泄压，保证第二回油油路5的运行安全，且油箱1分别通过电磁换向阀51和手动球阀52与第三溢流阀54连通，此时，将第三溢流阀54的压力调节为系统的负载压力-0.5MPa作为油缸2平稳回落的背压，即第二溢流阀53相当于一个有两级压力的溢流阀，一方面是自身的溢流压力作为安全阀，另一方面，是通过第三溢流阀54调节的二级压力，使油缸2平稳回落。
本发明通过第一溢流阀35、第二溢流阀53、第三溢流阀54和比例溢流阀37，保证油缸2在任何负载工况下，使油缸2上升和下降速度不超过预设安全值，但又不影响正常工作时油缸2的升降速度，使系统平稳安全运行。
进一步的，还包括用于调节油箱1中液压油温度的油温调节油路7，油温调节油路7设有循环泵组71、加热器72和冷却器73，加热器72与循环泵组71连通用于加热循环泵组71从油箱1循环的液压油，冷却器73与循环泵组71连通用于冷却循环泵组71从油箱1循环的液压油，循环泵组71将油箱1的液压油通过加热器72或冷却器73进行加热和冷却，使液压油不受外界环境的影响，在循环泵组71的出口设有第二单向阀74，防止液压油从循环泵组71回油。
参考图1和图2，本实施例的油箱1包括箱体和介质工况控制组件11，介质工况控制组件11包括气囊111、气压传感器112和电磁阀组件，气囊111中的气体与箱体中的气体相通，气压传感器112连接在气囊111与箱体连接的管路上，气囊111通过电磁阀组件与外界大气连通，气压传感器112与电磁阀组件连接。
通过将盛放液压油的箱体与气囊111连通，当箱体的出油多于回油时，箱体内的油液减少，箱体内的气体压力降低，气囊111内的气体流向箱体，使气囊111与箱体中的气体保持平衡，有效减小箱体中的压力变化量，降低箱体变形的可能；反之，当箱体的回油多于出油时，箱体内的油液增加，箱体内的气体压力升高，箱体中的气体流向气囊111，使气囊111与箱体中的气体保持平衡，有效减小箱体中的压力变化量，降低箱体变形的可能，由此可减少箱体内的油液与外界的接触，确保油液的清洁度，并且通过气囊111的气体体积变化有效缓解箱体内的压力变化，使箱体的壁厚可更薄，结构更简单。另外，气囊111与箱体连接的管路上连接有气压传感器112，气囊111通过电磁阀与外界环境连接，气压传感器112与电磁阀控制连接，当气囊111/箱体内的压力大于或小于设定值时，气压传感器112控制电磁阀打开，气囊111可排气或向气囊111充气，将箱体内压力与大气压力控制在一定范围内，确保箱体安全，防止气囊111破损，提高箱体的安全可靠性，实现自动化控制。
其中，电磁阀组件包括进气电磁阀113和出气电磁阀114，进气电磁阀113的进气口的出气口分别与外界大气和气囊111连通，出气电磁阀114的进气口和出气口分别与气囊111和外界大气连通，进气电磁阀113的进气口设有空气滤清器。
通过进气电磁阀113和出气电磁阀114将气囊111排气与进气分开，简化控制线路的设计，方便设计与使用。本实施例的气压传感器112通过继电器与进气电磁阀113、出气电磁阀114连接。当箱体内的出油量大于回油量，箱体内的气体压力降低，并且当箱体内的气体压力小于大气压力到一定值时，进气电磁阀113打开，外界大气压力较大，气囊111充气，使箱体内的气体压力与大气压力的差值控制在一定范围内，防止箱体和气囊111受压损坏，确保箱体的安全，提高液压油箱1的安全可靠性。当箱体内的回油量大于出油量，箱体内的气体压力升高，并且当箱体内的气体压力大于大气压力到一定值时，出气电磁阀114打开，外界大气压力较小，气囊111排气，使箱体内的气体压力与大气压力的差值控制在一定范围内，防止箱体和气囊111膨胀损坏，确保箱体的安全，提高液压油箱1的安全可靠性。
此外，进气电磁阀113的进气口设有空气滤清器115，可以有效清除空气中的微粒杂质和水分，避免箱体内的液压油受污染。
进一步的，进油油路3、第一回油油路4、第二回油油路5、控制油路6和油温调节油路7均设有用于检测油路压力的测压接头8和用于反馈油路压力的油压传感器9，通过测压接头8和油压传感器9及时反馈进油油路3、第一回油油路4、第二回油油路5、控制油路6和油温调节油路7的油路压力，能起到很好的预警作用，同时也利于系统的检修，避免油路压力超过预设的压力安全值，影响系统的运行安全。
综上，本发明使油箱1的液压油通过进油油路3、第一回油油路4和第二回油油路5与油缸2连通，实现油缸2在不同负载情况以及突发故障的发生时能稳定运行，保障游客及游艺设施的安全，达到游艺设施的可靠性和安全性要求；另外，设有油温调节油路7调节液压油的温度，使系统不受外界环境的影响，液压油在系统内稳定循环。
此外，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于游艺设施的液压系统，其特征在于，包括：
油缸，用于带动游艺设施的升降；
油箱，用于存储液压油；
进油油路，包括变量泵组、比例换向阀和双向液压锁，所述双向液压锁一端开口与油缸连通、另一端开口通过比例换向阀选择与变量泵组的出口连通或油箱连通；
第一回油油路，用于连接比例换向阀和油箱；
第二回油油路，包括电磁换向阀、手动球阀、第二溢流阀、第三溢流阀和防爆阀，所述油缸分别通过防爆阀和第二溢流阀与油箱连通，所述第二溢流阀的外控口分别通过电磁换向阀和手动球阀与第三溢流阀连通用于控制第二溢流阀的开启压力；
控制油路，用于控制双向液压锁的开合以及比例换向阀的换向。
2.根据权利要求1所述的用于游艺设施的液压系统，其特征在于，所述进油油路设有第一单向阀，所述变量泵组的出口通过所述第一单向阀与比例换向阀连通。
3.根据权利要求2所述的用于游艺设施的液压系统，其特征在于，所述进油油路设有第一溢流阀和比例溢流阀，所述第一溢流阀的进口连接于第一单向阀与变量泵组之间的油路、出口与油箱连通，所述比例溢流阀的进口连接于第一单向阀与变量泵组之间的油路、出口与油箱连通。
4.根据权利要求1所述的用于游艺设施的液压系统，其特征在于，所述比例换向阀与双向液压锁之间的油路连接有负载反馈油路与变量泵组连通。
5.根据权利要求1所述的用于游艺设施的液压系统，其特征在于，所述双向液压锁与油缸之间设有用于消除油缸负载变化对油路流量影响的单向调速阀组件。
6.根据权利要求1所述的用于游艺设施的液压系统，其特征在于，所述第一回油油路设有回油滤油器。
7.根据权利要求1所述的用于游艺设施的液压系统，其特征在于，还包括用于调节油箱中液压油温度的油温调节油路，所述油温调节油路设有循环泵组、加热器和冷却器，所述加热器与循环泵组连通用于加热循环泵组从油箱循环的液压油，所述冷却器与循环泵组连通用于冷却循环泵组从油箱循环的液压油，所述循环泵组的出口设有第二单向阀。
8.根据权利要求1所述的用于游艺设施的液压系统，其特征在于，所述油箱包括箱体和介质工况控制组件，所述介质工况控制组件包括气囊、气压传感器和电磁阀组件，所述气囊中的气体与所述箱体中的气体相通，所述气压传感器连接在所述气囊与所述箱体连接的管路上，所述气囊通过所述电磁阀组件与外界大气连通，所述气压传感器与所述电磁阀组件连接。
9.根据权利要求8所述的用于游艺设施的液压系统，其特征在于，所述电磁阀组件包括进气电磁阀和出气电磁阀，所述进气电磁阀的进气口的出气口分别与外界大气和气囊连通，所述出气电磁阀的进气口和出气口分别与气囊和外界大气连通，所述进气电磁阀的进气口设有空气滤清器。
10.根据权利要求1所述的用于游艺设施的液压系统，其特征在于，所述进油油路、第一回油油路、第二回油油路、控制油路和油温调节油路均设有用于检测油路压力的测压接头和用于反馈油路压力的油压传感器。
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